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关键词： 机器视觉   颜色特征   叶绿素   大豆叶片  

摘要： 田间作物最重要的特征指标就是叶色,它能够直观地反映出叶绿素含量的变化,能够反应出作物生长过程中的光合作用、养份情况及水分含量等栽培信息,为田间的作物管理,苗的生长情况的诊断和根据苗的肥力情况提供重要依据。大豆的长势和含氮量有关,而氮含量与叶片的叶绿素呈显著相关性,本文通过数字图像处理快速测定大豆的叶片叶绿素,以便指导施肥。 本文以黑农5号大豆的叶片为研究对象,通过叶绿素仪对叶片进行叶绿素含量的测定,同时利用数码相机及维视工业摄像头对叶片进行图像采集,对采集后的图像进行中值滤波的预处理后,提取其颜色特征参数RGB及HIS的值,最终得出利用颜色直方图所获得2G-R-B的值与叶绿素的相关系数为0.864,R2为0.7739。颜色特征H值与叶绿素的相关系数为-0.594,R2为0.3682。

关键词： 数字图像处理  

ISBN: (数字)9787111289685 ISBN: (纸本)9787111289685

摘要： 本书详细完整地涵盖数字图像处理领域的经典内容，同时还包括了最新(IEEE图像处理会报、IEEE模式分析和机器智能会报、John Wiley & Sons公司图像系统和技术国际期刊，图像处理技术会议)的技术内容。本书探讨了新的专题，并包括形象说明本书理论内容的交互计算机显示图像示例及计算机编程练习。

关键词： 数字图像处理   自动光学检测   焊接质量   模式识别  

摘要： 随着表面贴装元件的广泛应用,电子产品的体积变得越来越小,其焊接质量直接影响到产品的稳定性,目前电子元件焊接质量检测工作(尤其是小型电子企业)大部分由人工目测完成,受主观因素的影响易发生漏检和误检,检测成本高,长时间检测效率低。大量贴片器件和超细走线的采用,使电子元件焊接量检验成为一件非常困难的工作,难以实现自动化,传统人工目测法已不能满足生产的需要。 自动光学检测系统(AOI)的研制成功解决了这一难题,它具有方便、快速、重复性强等优点,能有效降低产品的成本,提高产品质量,从而提高产品的市场竞争力。该系统基本的原理是用数码摄像机或扫描仪获取焊点的图像,然后经过图像预处理、图像处理、模式识别等步骤自动完成焊点质量的检测,并能及时反馈信息,根据反馈信息对生产线的相关工艺的参数进行调整。 AOI系统早期在美国和日本使用的比较多,最近几年才在国内相关领域使用,尤其是合资企业(如富士康)中用的比较多。AOI设备的制造商多为美国或日本,技术先进但价格不菲；国内AOI设备的制造和研制才刚刚开始,现有的AOI系统也有一定的缺点主要是存在较高的误判率,而且对于隐藏焊点现有的AOI系统也无能为力,应该进一步改进检测算法,提高焊点质量的检测能力。 本论文针对电子元件的焊点图像,利用图像处理算法和模式识别的方法就几种主要的焊点质量缺陷进行了检测。并用MATLAB语言设计一套电子元件焊接质量检测系统,该系统有图像采集、图像处理、显示打印等模块组成,图像处理模块又包括图像预处理、图像处理和模式识别子模块。研制完成后,对学生实习制作的收音机电路板进行了检测,从结果看,达到了预期的效果,提高了检测的效率,节省了检测时间,降低了检测成本。

关键词： 数字图像处理   机器人   视觉导航  

摘要： 机器人视觉导航的研究,实质就是设计一种导航算法,算法的输入为获取自图像输入设备的数字图像,输出为机器人的运动行为决策:前进、后退、左转、右转、加速、减速等。 本课题研究了机器人视觉导航中的数字图像处理技术,设计了一个支持机器人视觉导航算法研究的数字图像处理系统。系统以机器人硬件平台为基础,从以下三个方面进行了研究与设计: 1、图像的采集、显示以及机器人的运动控制。图像的采集与机器人的运动控制是机器人视觉导航研究的基础。本文讨论了常用的图像获取技术,设计了一个基于VFW的视频采集系统。讨论了机器人运动控制的原理,设计了一个高效而简洁的机器人运动控制系统。分析了VFW获取的图像类型和Windows下图像显示的技术,将获取的视频数据显示出来。 2、图像处理框架。对图像处理的工作过程进行研究,建立了图像处理的一般模型,由图像处理模型设计了图像处理框架。图像处理框架的设计采用了模块化设计思路,将图像处理框架按照功能分为不同模块独立设计,以统一的接口相连接,有利于框架的移植与扩充。 3、试验验证。编写了常用的图像处理算法,通过对机器人视觉导航中采集到的实时图像进行分析和研究,验证了图像处理框架的优越性。

关键词： 相位提取   相位去包裹   数字图像处理   相移干涉术  

摘要： 随着IC技术的飞速发展,各大半导体生产厂商都在不断地提高生产技术、扩大生产规模。越来越多的半导体芯片被生产出来,相应的质量问题也随之而来。如何更好地在线检测半导体芯片的质量,这将是半导体生产工艺中又一亟待解决的重要问题。本文从如何测量半导体材料表面微观形貌的各项参数入手,开发研制了一种基于偏振光干涉成像及相移干涉术的精密晶圆检测系统和装置。 首先,本文介绍了表面微观形貌测量技术的原理以及常见的测量方法。在认真比较了各种测量方法的使用范围和测量特点之后,选择了较为先进的偏振光干涉测量方法。在此之后,对干涉测量技术做了细致研究并得出结论:认为相移干涉术具有广泛的应用前景和优越的检测性能,最为符合本课题的相关要求,所以课题组在偏振光干涉成像及相移干涉术的理论基础上,制定了晶圆表面微观形貌测量的系统方案。 其次,重点对相移干涉术中的相位提取算法和相位去包裹算法进行了深入的理论研究,并在此基础上,提出了符合在线检测精密晶圆表面缺陷要求的相位提取算法和相位去包裹算法,即消除移相器线性误差五步算法和基于Zernike多项式拟合的相位去包裹算法。此外,在干涉图像的预处理方面做了深入研究,结合先进的数字图像处理技术,使表面微观形貌测量在信息处理速度上有所提高。 再次,本文针对所提出的系统方案进行了大量的实验研究。经实验论证,消除移相器线性误差五步算法,对系统误差有一定的免疫功能,并在测量精度上有所提高;基于Zernike多项式拟合的相位去包裹算法对实际干涉图像中的由噪声、低调制度、误差等引起的相位跃变有较好的抑制作用。上述算法实现了晶圆表面微观形貌的高精度、高准确度的相位信息处理,为后续表面轮廓的复原打下了坚实的基础。 最后,应用MATLAB软件平台,对本论文中的相位处理算法进行了大量的实验验证,实验结果表明上述算法能有效地改善干涉图像的质量,准确采集、分析、处理相位信息,高精度地还原物体表面微观形貌。

关键词： 数字图像处理   去雾算法   暗通道优先   透射梯度优先   抠图  

ISBN: (纸本)9787121111723

关键词： 数字图像处理   牛肉品质   分级   模糊C均值聚类   非完全信息  

摘要： 牛分割肉眼肌切面含有丰富的牛肉品质特征信息,是进行牛肉分级评价的重要部位。在传统的牛肉加工行业中,通常采用人工测量或目测法来获取这些信息。人工方法依赖于人员的个人经验及心理,存在相当大误差,效率低,认可性差,严重时能影响牛肉分级评价的整个环节。本课题根据我国牛肉分级现状,提出采用计算机技术代替人工方法,研究采用机器视觉及图像处理技术获取牛分割肉眼肌切面处的分级信息,实现牛肉品质分级智能化。 本问主要研究内容和结论如下： 1.本文对牛分割肉眼肌切面图像处理方法进行研究：采用加权平均值灰度化、3×3模板的改进型自适应中值滤波器噪声去处对眼肌切面图像进行预处理;采用Otus图像二值化法将图像变为黑白二值图像,通过区域逐步分割去除复杂背景,对眼肌区域进行粗提取;通过二值图像取反、区域标记法进行有效眼肌区域的精确提取;通过轮廓提取、空洞填充、高提升滤波器滤波步骤进行大理石花纹区域占有率、大理石花纹分布密度率、有效眼肌区域面积的检测。 2.在大理石花纹提取方法的研究过程中,提出了一种基于改进型模糊C均值聚类算法的牛肉大理石花纹提取方法。该方法结合了快速模糊C均值聚类(FCM)算法,对传统FCM算法中的隶属度函数、聚类数C和初始聚类中心点选取方法进行了优化。试验表明,该方法将牛肉大理石花纹提取的准确度提高了9.5%,其准确度为85.7%。 3.在大理石花纹等级判定模型的研究过程中,提出了一种基于非完全信息算法的牛肉大理石花纹提取方法。首先,在遍历理论和对象有效性相关原理的基础上构建了非完全信息算法。然后,结合加权平均值灰度化算法、自适应最佳阈值算法和改进的自适应模糊多级中值滤波算法实现了上述方法。研究表明,本文提出的该方法能够准确有效地反映出牛肉大理石花纹的真实情况。 4.采用静态图像分析技术测量已知等级牛分割肉眼肌切面样本内肌肉和脂肪的颜色值,研究颜色值与颜色等级之间的关系,建立了基于RGB全分量颜色值的简易区间法,该方法具有操作简单、快速、便捷、效率高等优点,且符合人工评定的习惯。本文选择简易区间法作为肌肉、脂肪的颜色等级评定方法。

关键词： 真空开关   短间隙真空电弧   CMOS/CCD   数字图像处理   数学模型  

摘要： 真空开关作为电力系统中控制和保护设备,具有熄弧能力强、体积小、重量轻、免维护、使用寿命长、无污染等优点,在电力系统中得到了迅速发展和广泛应用。真空开关电弧特性研究是当前开关电器领域的前沿课题之一,而短间隙真空电弧金属蒸气特性包括宏观电弧形态和微观金属蒸气等离子参数特性,是多断口高压真空开关和相控开关研发中的重要基础研究课题。 本文首先简要回顾了国内外真空开关的发展历史与现状,综述了真空开关电弧的基本特性和前人的研究成果,引出短间隙真空电弧的研究在真空开关向高电压多断口和相控开关发展中的意义。本文以短间隙真空开关电弧为研究对象,主要研究内容和目标是通过实验诊断和计算机数值仿真来研究其形态特性和内部等离子体参数。 为实验描述短间隙真空开关电弧,首先建立真空开关电弧的实验装置,构建包括可拆真空灭弧室的频率约为50Hz的电源回路和基于CMOS高速图像采集系统。通过该系统对真空电弧进行高分辨率的高速图像采集,实现对短间隙真空开关电弧形态特性的深入分析。为得到高质量的电弧图像,课题还建立了基于高精度CCD真空开关电弧图像采集系统,为电弧内部金属蒸气等离子体参数分析提供实验基础。为使触发电路和电弧图像采集系统能够同步工作,设计了同步控制电路。 将光学技术和数字图像处理技术应用到真空开关电弧诊断之前,需要用数字图像处理技术对真空开关电弧图像进行预处理,提取真空开关电弧的几何特征。然后对电弧燃烧过程中的扩散运动特征进行分析,研究电弧图像的灰度分布特征及其等值线,最后结合图像粒子测速技术,利用Delphi对真空开关电弧的粒子相对位移和相关性进行诊断。 为理论描述大电流短间隙真空电弧行为,本文以离子和电子的双流体模型及麦克斯韦方程为基础,建立短间隙真空电弧的二维稳态磁流体力学模型,并进行数值模拟,分析电弧扩散过程中的电磁现象和传热过程,研究过程参数和外部电参数对电弧特性的影响和外部端口特性的影响。同时通过仿真数值计算,得到真空电弧等离子体参数的分布。 最后,本文利用短间隙真空开关电弧动态仿真实验,研究电弧电流过零后的电弧过程,对真空间隙中弧后剩余电弧等离子体的扩散过程进行分析,研究真空间隙中能量控制,并对灭弧室内局部电场进行优化。 本文作为国家自然科学基金重点项目“金属蒸气电弧等离子体调控理论及在高压断路器领域中的应用”(E50537010)重要组成部分,运用现代先进光学技术、计算机图像处理技术和计算机仿真技术对短间隙真空开关电弧的宏观形态特性进行了研究,可支持新一代智能化高压真空开关的基础理论与开发。

关键词： 图像采集   图像增强   DM643   DSP/BIOS  

摘要： 侦察型枪榴弹是一种通过摄像机、传感器等电子设备,对目标进行侦察、探测的信息化炮弹。本课题针对国内某兵工厂初步研发的侦察型枪榴弹系统做了改进,在原有系统的基础上增加了DSP处理系统,通过DSP实现对图像的瞬间捕捉、实时处理以及存储。 本课题提出了一种侦察型枪榴弹的实时视频图像采集与处理系统的设计方案,该系统采用TI公司生产的T’MS320DM643芯片作为核心处理器,主要包括图像采集模块,图像处理模块和图像显示模块。其主要功能是由CCD采集芯片完成图像采集,并由DSP进行图像处理FPGA协同DSP完成所有芯片的接口的控制和预前处理,最后处理后的图像在LCD屏幕上显示。该系统主要由FPGA和DSP实现,设计灵活,具有很强的重构性。 本文通过参考DSP/BIOS实时操作内核,完成了对视频的驱动开发,选用相关的图像处理算法来完成图像处理。对图像处理算法的软件实现做了相关的实验研究,结果证明图像算法设计正确,处理后的图像能基本达到了预期的目的。系统硬件电路设计方案可行,能够有效的进行视频的采集、处理、显示。 本文详细介绍了系统的硬件设计,重点研究了基于DSP图像处理算法的设计,实现与优化。